關于原生生物基因重復研究進展

王叢籍

【摘 要】目的：原生生物的基因相關研究正在隨著科學技術的不斷推廣而得到深入，因此在當前，有關于原生生物基因重復的研究也得到了有效的發展。基于此，本文針對原生生物基因重復內涵與研究，并且探索基因重復的兩種具體類型，同時通過探索基因重復的假基因化、亞功能化以及新功能化等分化特點，來有效地加深對于原生生物基因重復的研究深度。

【關鍵詞】基因重復；愿生生物；基因保留

【中圖分類號】R746 【文獻標識碼】A 【文章編號】1005-0019（2018）23--02

引言：原生生物指的是在生物界當中常見的一種真核生物，而生物的基因重復則是指含有基因的DNA片段發生了重復。我們在高中生物的學習當中，能夠從教材以及教師的講授當中，了解到有關于原生生物的一些知識。在當前有關于原生生物基因重復的研究已經在科學領域取得了較為突出的成績，也能夠成為我們提升自身生物科學素養的重要來源。

1 原生生物基因重復內涵與研究

原生生物離我們的生活并不遙遠，在初中的生物課本當中教師就已經向我們講述了藻類等原生生物的特征。原聲生物并沒有角質，并且生活在水里，作為一種生物具有細胞核以及有膜的細胞器。原生生物在地球當中存在了很長時間，而在原聲生物的延續過程當中，不可以忽視基因重復這一演化過程。生物在基因同源重組作用下，在含有基因的DNA片段當中發生了重復。有關于原生生物基因重復的研究已經擁有了較為長久的歷史，

2 基因重復的類型劃分

2.1 大規模基因重復 基因重復主要分為兩種類型，其中大規模的基因重復是一種十分常見的類型。以草履蟲的生存演變為例，模式生物草履蟲就會在經歷基因重組的活動之后，在自身當中產生了大量的編碼蛋白基因，并且能夠有效按照基因的重復發生順序來將其劃分成為不同的類型。分別能夠在早期、中期乃至近期等不同的時間段內實現基因重組。一般情況下在這三個時期當中，同源基因產生的比例分別為8%、24%以及51%。除了草履蟲以外，鞭毛蟲的基因重復過程也為科學家們的研究提出了研究的依據。在鞭毛蟲的基因組當中，科學家們對于重復的基因進行提取和驗證，能夠發現了大約存在有2400個重復的基因，也就是說，占到了鞭毛蟲全部基因的四成，這樣的比例也證明了大規模的基因重復會發生在草履蟲、鞭毛蟲這一類的原生生物群體當中。大規模的基因重復之下，重復區域存在有一些共同的特性，能夠成為了解基因重復現象的論點來源。

2.2 小規模基因重復 除了大規模的基因重復以外，在原生生物的群體當中還存在著小規模的基因重復。一般情況下，小規模基因重復的研究范圍都限定在了基因家族當中，較為具有代表性的群體為微管蛋白、肌動蛋白以及一些其他的蛋白基因家族。在這些群體當中，能夠呈現出一些具有高度重復狀態的特點，同時一些核糖體基因也能夠展現出類似的特征。在當前研究內容當中，小規模的基因重復一般來說都是由于具有共同的祖先，并且在同一個祖先的多次基因重復之下形成了當前的面貌。

3 基因重復的分化特點

3.1 假基因化 在原生生物基因重復的分化過程當中，呈現出的假基因化是一個較為常見的特征。假基因化指的是在基因重復時，由于突變導致了基因結構受到了影響，因此在原有的基因基礎之上產生了一些正常功能的非功能化，假基因化的存在能夠在很多原生生物的基因重復當中得到驗證。以草履蟲這種原生生物為例，在基因重復的過程當中，經歷了三次連續的全基因組重復就會在40000個編碼蛋白的基因當中，存在有1500個假基因，占到了整體基因比例的3.75%。這些假基因形成的原因主要是閱讀框架移動，并且具有一定的隨機性。

3.2 亞功能化 在基因重復當中，還存在有一定的特點，就是亞功能化。基因重復的亞功能化主要體現在了：由于重復基因的不同拷貝分別執行原基因的部分功能，因此導致了在各個基因拷貝之間會存在著一些互補的功能，這些功能不是相同的，但是卻又能夠在合作的狀態下為原生生物的生長提供助力[1]。原生生物基因重復的亞功能化在草履蟲當中十分常見。科學家們針對草履蟲進行研究時發現當中所擁有的九種肌動蛋白的重復基因，不同分布狀況之下的基因都和草履蟲的運動具有一定的關聯。亞功能化下的基因重復能夠提供給新功能化的一個過渡階段，但是卻并不是最終完成的形態。

3.3 新功能化 在上文當中所提及的新功能化，實質上指的是一些含有基因的DNA能夠在重復之后獲得了新的功能，不僅繼承了原有的能力，甚至出現了新的變化[2]。生物基因重復的新功能化在生物界當中并不是少見的現象，以葉猴科為例，這一科的生物屬于哺乳動物，但是在核糖核酸酶的基因重復過程當中，產生了兩個基因，并且在新產生的基因當中，由新的功能代替了原有的九個氨基酸，因此整體的pH值產生了變化，因此這些猴子雖然同屬于哺乳動物，卻不再像其他種類的猴子一樣利用昆蟲或者是果實作為食物，而是能夠利用葉子作為主要的食物。基因重復的新功能化，更是為生物的演變和進化提供了良好的基礎，并且有效幫助生物在自然界的競爭當中不斷適應更新的環境。

結論：綜上所述，基因重復是一種十分常見并且普通的生物學過程，這一過程當中原生生物利用自身的生理特征能夠進行有效的物質遺傳，并且產生一些新基因或者是亞功能基因。生物學領域當中類似基因重復的知識還有很多，我們應該立足于當前的生物學系，并且能夠不斷拓展自身的知識范圍，保證能夠有效提升生物學習的質量，并且利用實踐觀察以及實驗，來獲取更多的內容。

參考文獻

王玲平. 不同生物中內含子大小和豐度的系統分析[D].中國科學院北京基因組研究所，2014.

黃麗娟，伊珍珍，林曉鳳.原生生物基因重復研究進展[J].華南師范大學學報（自然科學版），2013，45（05）：1-6.